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第三节
水文气象

一、气候概况

淮河是我国南北方气候的一条自然分界线,淮河以北属暖温带半湿润季风气候区,淮河以南属亚热带湿润季风气候区。淮河流域以其所处的地理位置,自北往南形成了暖温带向亚热带过渡的气候类型。淮河流域的气候特点是四季分明。据统计,淮河流域春季开始日为3月26日左右,夏季开始日为5月26日前后,秋季开始日为9月15日前后,冬季开始日为11月11日前后。

流域的多年年平均气温为14.5℃,最高月份(7月)多年平均气温为27℃左右,最低月份(1月)多年平均气温为0℃左右。流域的极端最高气温为44.5℃(1966年6月20日河南汝州),极端最低气温为-24.3℃(1969年2月6日安徽固镇)。

流域的相对湿度较大,年平均值为66%~ 81%。其地域分布特点是南大北小、东大西小;时间分布特点是夏季、秋季、春季、冬季依次减小。夏季一般超过80%,冬季约为65%。

流域的无霜期为200~240d,日照时数为1990~2650h。

二、降水、径流和水资源

淮河流域平均年降水量为898mm (1953—2005年系列,下同),其中淮河水系为939mm、沂沭泗河水系为795mm。降水的地域分布特点为南部大北部小、山区大平原小、沿海大内地小。南部大别山区的年平均降水量达1400~1500mm,而北边黄河沿岸仅为600~700mm。降水量的年际变化很大,如2003年全流域平均年降水量为1282mm,而1966年仅为578mm。地区的年降水量变差系数(C V )为0.25~0.30,总趋势是自南往北增大,平原大于山区。降水量的年内分布不均,淮河上游和淮南山区,雨季集中在5—9月,其他地区集中在6—9月。6—9月为淮河流域的汛期,多年平均汛期降水量占全年降水量的63%。

淮河流域的多年平均径流深约为205mm,其中淮河水系为238mm、沂沭泗河水系为143mm。大别山区的年径流深可达1100mm,而淮北北部、南四湖湖西地区则不到100mm。径流的年际变化很大,如1954年、1956年淮河干流各站的来水量为多年均值的2~2.5倍,而1966年仅为多年均值的10%~ 20%。沂沭泗河水系的沂河,1957年、1963年来水量为多年均值的2.5倍,而1968年骆马湖的入湖水量仅为多年均值的22%。在地区分布上,年径流量的变差系数(C V )为0.30~1.0。径流的年内分配不均,淮河干流各站汛期实测径流量占全年的60%左右,沂沭泗河水系各河汛期实测净流量约占全年的70%~ 80%。

淮河流域年平均水面蒸发量为1060mm,在沿黄和沂蒙山南坡水面蒸发量可达1100 ~1200mm,而在大别山、桐柏山区仅为800~900mm。淮河流域年平均陆面蒸发量为640mm,总趋势是南大北小、东大西小,地区的变化范围在500~800mm之间。

根据1953—2000年系列计算成果,淮河流域水资源总量为794亿m 3 (其中淮河水系583亿m 3 ,沂沭泗河水系211亿m 3 )。引江(长江)、引黄(黄河)是淮河流域弥补水资源不足的重要途径。据资料统计,1956—2000年江苏省淮河流域平均年引江水量为41.8亿m 3 (1978年达113.2亿m 3 ),1980—2000年河南、山东省淮河流域平均年引黄水量为21亿m 3

三、暴雨与洪水

(一)暴雨

淮河流域的暴雨集中在6—9月,其中6月暴雨主要在淮南山区;7月暴雨全流域出现的机遇大体相等;8月西部伏牛山区、东北部沂蒙山区暴雨相对增多,同时受台风影响东部沿海地区常出现台风暴雨;9月流域各地暴雨减少。淮河流域产生暴雨的天气系统主要是切变线、低涡、低空急流和台风。西南低涡沿着切变线不断东移,经常是造成淮河流域连续暴雨的主要原因。西太平洋副热带高压(简称副高)对淮河流域汛期的降水影响很大,一般6月中旬至7月上旬副高第1次北跳,雨区从南岭附近移至淮河和长江中下游地区,淮河南部地区进入梅雨期。由切变线、低空急流等天气系统可造成连续不断的暴雨,如1954年即发生过此类暴雨。淮河流域的梅雨期一般为15~20d,长的可达一个半月。梅雨期后,随着副高的第2次北跳,淮河流域受副高或大陆高压控制,持续性暴雨减少。但由于大气环流的变化,副高短期的进退,导致淮河流域也经常发生较大范围的暴雨。这类暴雨造成的洪水历时、范围不及梅雨期洪水,但其出现的频次多于梅雨期洪水。台风暴雨在淮河流域几乎每年都有,时间多在8月,雨区多在东部沿海,伸入流域内地的台风较少。

淮河上游山区、大别山区、伏牛山区以及沂蒙山区常为淮河流域的暴雨中心区,东部沿海因常受台风影响,暴雨机会较多,其他地区在一定的天气形势下也出现有强度大的暴雨。淮河流域各时段最大点雨量统计见表1-2。

表1-2淮河流域各时段最大点雨量统计表 单位:mm

根据淮河流域历年较大范围暴雨的资料统计,1d暴雨超过100mm、200mm、300mm的最大笼罩面积分别为51040km 2 (2004年7月)、15480km 2 (2004年7月)和5980km 2 (1975年8月);3d暴雨超过200mm、400mm和600mm的最大笼罩面积分别为44170km 2 (1956年6月)、12800km 2 (1975年8月)和7360km 2 (1975年8月);7d暴雨超过100mm、200mm和300mm的最大笼罩面积分别为194820km 2 (1956年6月)、111270km 2 (1954年7月)和38030km 2 (1956年6月)。

(二)洪水

淮河洪水除沿海风暴潮外,主要为暴雨洪水。

1.淮河水系洪水

淮河水系洪水主要来自淮河干流上游、淮南山区及伏牛山区。淮河干流上游山丘区,干支流河道比降大,洪水汇集快,洪峰尖瘦。洪水进入淮河中游后,干流河道比降变缓,沿河又有众多的湖泊、洼地,经调蓄后洪水过程明显变缓。中游左岸诸支流中,只有少数支流上游为山丘区,多数为平原河道,河床泄量小,洪水下泄缓慢。中游右岸诸支流均为山丘区河流,河道短、比降大,洪峰尖瘦。故淮河干流中游的洪峰流量与上游和右岸支流的来水关系很大。由于左岸诸支流集水面积明显大于右岸,因此左岸诸支流的来水对淮河干流中游的洪量影响较大。淮河下游洪泽湖中渡以下,往往由于洪泽湖下泄量大,加上区间来水而出现持续高水位状态;里下河地区则常因当地暴雨而造成洪涝。

淮河大面积的洪水往往是由于梅雨期长、大范围连续暴雨,如1931年、1954年、1991年、2003年、2007年的洪水,其特点是干支流洪水相遇,淮河上游及中游右岸各支流连续出现多次洪峰,左岸支流洪水又持续汇入干流,以致干流出现历时长达一个月以上的洪水过程,淮河沿线长期处于高水位状态,淮北平原、里下河地区出现大片洪涝。上中游洪水虽有洪泽湖调蓄,但对下游平原地区仍有严重威胁。如1931年洪水,里运河堤溃决,淮河下游里下河地区沦为泽国。

淮河出现局部范围暴雨洪水的次数也较多,上中游山丘区的洪水对淮河中游干流也会造成大的洪水,但对下游的影响往往不大,如1968年、1969年、1975年的洪水等。平原地区的暴雨对淮河干流影响不大,但会造成涝灾。

发源于大别山区的史灌河、淠河是淮河右岸的主要支流,洪水过程尖瘦,对淮河干流洪峰影响很大。如1969年淮河洪水,正阳关站水位25.85m、相应的鲁台子站流量达6940m 3 / s,主要就是由这两条支流7月一次暴雨洪水所造成。淮河左岸诸支流洪水流经平原地区,汇入干流时的洪水过程平缓,加上河道下泄能力小,汇入淮河干流的洪峰流量不大,但洪水量对淮河干流有较大影响。

2.沂沭泗河水系洪水

从洪水组成上说,沂沭泗河水系洪水可分沂、沭河,南四湖(包括泗河)和邳苍地区(即运河水系)三部分。

沂、沭河发源于沂蒙山,上中游均为山丘区,河道比降大,暴雨出现机会多,是沂沭泗河水系洪水的主要发源地。沂、沭河洪水汇集快,洪峰尖瘦,一次洪水过程仅为2~3d,如集水面积10315km 2 的沂河临沂站,在上游暴雨后不到半天,就可出现10000m 3 / s以上的洪峰流量。

南四湖承纳湖西诸河和湖东泗河等来水,湖东诸支流多为山溪性河流,河短流急,洪水随涨随落;湖西诸支流流经黄泛平原,泄水能力低,洪水过程平缓。由于南四湖出口泄量所限,大洪水时往往湖区周围洪涝并发。南四湖出口至骆马湖之间的邳苍地区的北部为山区,洪水涨落快,是沂沭泗河水系洪水的重要发源地。

骆马湖汇集沂河、南四湖及邳苍地区51400km 2 面积的来水,是沂沭泗河水系洪水重要的调蓄湖泊。新沂河为平原人工河道,比降较缓,沿途又承接沭河等部分来水,因而洪水峰高量大,过程较长。20世纪50年代以来,沂沭泗河水系各河同时发生大水的有1957年,先后出现大水的有1963年,沂沭河、邳苍地区出现大水的有1974年。与淮河水系洪水相比,沂沭泗河水系洪水出现的时间稍迟,洪水量小、历时短,但来势迅猛。

淮河干流中游各站最大30d、60d、120d洪量的CV值都在0.90左右;沂沭泗河水系沂河、沭河主要控制站临沂、大官庄洪峰流量的变差系数CV值为0.85~0.95,最大7d、15d、30d洪量的CV值为0.80~0.85;南四湖、骆马湖最大7d、15d、30d洪量的CV值为0.70~0.80。淮河流域干支流主要控制站的水文特征值见表1-3。

表1-3淮河流域干支流主要控制站的水文特征值统计表

续表 tDxgGsUtDEjXCmZWsQwlH+U8joLG4FUTTr1vxviSvABT0yztai4kbTIykc7RaDTt

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